文章來源：睞芯科技LightSense

原文作者：LIG

無線通信系統(tǒng)從 1980 年代的第一代發(fā)展到最近的第五代 （5G），一直是推動這項技術(shù)在通信和我們?nèi)粘Ｉ罘矫娓淖兪澜绲尿?qū)動力。

現(xiàn)在，我們幾乎可以隨時隨地通過無線網(wǎng)絡(luò)進行連接，可以訪問大量的實時信息。

然而，峰值數(shù)據(jù)速率約為 10 Gb 每秒 （Gbps） 的 5G 系統(tǒng)仍然不足以滿足某些應(yīng)用（例如，全息圖和多感官通信，這是虛擬通信模式的下一個前沿），世界各地的研究人員已經(jīng)開始研究下一代，即第六代 （6G） 無線系統(tǒng)，預(yù)期數(shù)據(jù)速率超過每秒1Tbps。

國際電信聯(lián)盟 （ITU） 網(wǎng)絡(luò) 2030 和中國 IMT-2030 （6G） 推進組 等組織最近發(fā)布了許多白皮書，建議未來無線系統(tǒng)的工作頻段將從目前的微波和毫米波 （mmWave） 轉(zhuǎn)移到太赫茲 （THz） 頻段，以滿足高數(shù)據(jù)速率和帶寬要求。

預(yù)計 6G 無線技術(shù)可能會集成物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 以涵蓋非常廣泛的應(yīng)用（例如醫(yī)療保健、自主系統(tǒng)和衛(wèi)星通信），并將對公民、消費者和企業(yè)產(chǎn)生重大影響，以實現(xiàn)完全智能和自主的系統(tǒng)。因此，太赫茲技術(shù)正在成為無線通信和未來網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究熱點。

太赫茲基礎(chǔ)知識

太赫茲頻段以幾種不同的方式定義。太赫茲頻段最廣泛接受的定義是，它的范圍約為 10 THz 至 100 GHz（波長為 0.03-3.00mm），位于微波和紅外 （IR） 頻段之間。

太赫茲無線通信

如今，有許多無線通信系統(tǒng)在運行。4G/5G 蜂窩移動和無線 （WiFi） 系統(tǒng)就是兩個例子。

太赫茲無線通信系統(tǒng)只是另一種無線通信系統(tǒng)，其工作頻率在 THz 頻段。它并不是要取代任何現(xiàn)有的無線系統(tǒng)，而是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上添加新的功能和應(yīng)用程序。

這種頻率變化帶來了好處和挑戰(zhàn)。主要預(yù)期優(yōu)勢是超寬帶寬和可能的高數(shù)據(jù)速率通信（超過1Tbps）。設(shè)想的應(yīng)用如下 ：

?用于數(shù)據(jù)中心、回程和空間通信等應(yīng)用的點對點數(shù)據(jù)密集型/超高速通信;

?體育場館和機場等熱點區(qū)域 ;

?全息通信和虛擬現(xiàn)實應(yīng)用;

?小規(guī)模通信（例如，納米或芯片間通信）;

?高精度、高分辨率的定位傳感;

?6G 無線通信系統(tǒng)及其他系統(tǒng)。

太赫茲無線通信系統(tǒng)架構(gòu)和實現(xiàn)

無線通信系統(tǒng)應(yīng)至少由一個發(fā)射器和一個接收器組成。

基帶處理器可以將原始信息數(shù)字化，然后通過典型的外差（頻率轉(zhuǎn)換）架構(gòu)對其進行編碼、調(diào)制和上變頻，直到達到所需的頻率，然后再通過天線傳輸。在包絡(luò)檢測的情況下，可以使用單個檢測二極管。

這些設(shè)備的可用性和參數(shù)將最終決定太赫茲超寬帶無線通信的出現(xiàn)和潛在成功。有許多檢測方案；直接檢測方案由于其配置簡單且成本效益高，目前非常流行，但它的靈敏度較低，并且需要使用放大器來擴展傳輸范圍。相比之下，外差檢測可以提高接收器的靈敏度，并使用矢量調(diào)制方案來提高傳輸數(shù)據(jù)速率；

此外，在數(shù)字處理階段可以進一步增強系統(tǒng)性能。